Força eletromotriz do gerador

Na década de 1970, os chuveiros tinham uma potência máxima de 3.200 watts. Isto fazia com que a corrente circulante em um chuveiro ligado em 110 volts fosse algo em torno de 29 ampères, que é uma corrente perfeitamente capaz de circular em um fio de 4 mm^2. Com o passar dos anos, a potência dos chuveiros aumentou e, hoje, temos chuveiros de até 8.000 watts. Para resolver o problema de grandes correntes, é comum encontrar residências em que os chuveiros são ligados em uma rede de 220 V. Considere uma residência que possui um gerador, de resistência interna igual a 0,4 Ω, capaz de alimentar três chuveiros de dados nominais 5.500W – 220V. A força eletromotriz do gerador, para fazer funcionar os três chuveiros, simultaneamente, deve ser, no mínimo

A) 220 V.
B) 225 V.
C) 230 V.
D) 240 V.
E) 250 V.

Resp: letra E.

Como chegar nesse resultado?

Primeiro passo é descobrir a potencia total do sistema. Potência você pode ir somando todas elas seja em série, paralelo.

Porém, estamos falando de uma casa, logo, os chuveiros estão em paralelo. Ou seja, a corrente que passa no gerador é a soma de todas que passam no chuveiro.

5500/220 = 25

25*3 = 75 A

Logo, a potência dissipada no gerador é: R*I^2 = 75^2*0.4 = 2250

As dos chuveiros já sabemos porque está no enunciado

5500*3 = 16500

Agora soma as potências: 16500 + 2250 = 18750

Agora podemos encontrar a tensão total do sistema.

P = V*I, certo?

18750 = V*75
V = 18750/75 = 250 V

Outro modo ligeiramente diferente:

I = 75 A ---> corrente total dos três chuveiros

Queda de tensão na resistência interna do gerador: u = r.I ---> u = 0,4.75 ---> u = 30 V

E = U + u ---> E = 220 + 30 ---> E = 250 V